CN204003328U - 模块化泵平台 - Google Patents

Abstract

模块化泵平台（10）包括泵头部模块（260）、泵电机模块（360）、电子模块（160）和可分离托盘（160）。所述泵电机模块包括具有可拆卸地联接至泵头部的曲轴（245）的旋转输出的泵电机（300），该泵电机是多种类型的泵电机之一，并且所述泵电机模块可拆卸地连接至泵头部模块。所述电子模块包括配置成控制所述泵电机运行的电子控制电路，该电子控制电路是相应于泵电机类型的多种类型的电子控制电路之一。所述泵头部模块、泵电机模块和电子模块中的每个可拆卸地连接至所述可分离托盘。至少所述泵电机模块可以与包括另一类型泵电机的另一泵电机模块互换。

Description

模块化泵平台

技术领域

本实用新型涉及模块化泵平台。

背景技术

传统的真空泵通常采用集成的组件提供给客户，比如固定的泵头部/电机组件和相应的电子设备。没有将集成的组件设计成可以与其它类型的组件互换，因此，在不进行显著努力的情况下，实施真空泵的任何变化通常是非常困难或不可能的。

例如，真空泵可以包括由永久固定的单相电机和相应的控制电子设备操作的泵头部。泵头部与电机集成在被专门设计用来容纳特定组合的壳体内。使用另一类型的泵电机诸如逆变器控制的变速三相电机或直流(DC)电机不是一种选择。例如，泵头部可能无法以物理方式联接至泵电机和/或电子设备可能是不相容的。同样地，壳体内的物理空间可能太小或太大，以致不能容纳逆变器控制的变速三相电机。

在真空泵市场中，希望是具有可变配置或模块化泵平台，以满足不同的应用要求、成本目标、国家特定的电压要求、以及类似的可变标准。例如，希望是具有可以由多个模块化的泵电机选项来驱动的可分离的和模块化的泵头部，例如包括单相电机和逆变器控制的变速三相电机。还希望的是具有可分离且模块化的电子设备，用于驱动不同的泵电机(和其它模块化组件)。在危险环境或对于电磁场很敏感的应用中，希望是具有可以由非电气装置比如空气或液压驱动的电机来驱动的真空泵。

实用新型内容

根据本实用新型的一方面，一种模块化平台泵包括：泵头部模块，其包括具有连接至曲轴的固定部分和旋转部分的泵头部；泵电机模块，其包括具有可拆卸地联接至所述泵头部的曲轴的旋转输出的泵电机，所述泵电机是多种类型的泵电机之一，并且所述泵电机模块可拆卸地连接至所述泵头部模 块；电子模块，其包括配置成控制所述泵电机运行的电子控制电路，所述电子控制电路是相应于多种泵电机类型的多种类型的电子控制电路之一；以及可分离托盘，其中所述泵头部模块、泵电机模块以及对应于泵电机模块的电子模块中的每个可拆卸地连接至所述可分离托盘。至少所述泵电机模块可以与包括另一类型的多种类型泵电机的泵电机的另一泵电机模块互换。

根据本实用新型的另一方面，一种模块化泵平台包括可分离托盘；泵头部模块，其可拆卸地连接至所述可分离托盘；泵电机模块，其可拆卸地连接所述泵头部模块与可分离托盘；以及电子模块，其可拆卸地连接至所述可分离托盘与泵电机模块。所述泵电机模块配置成包括多个不同类型的泵电机，用于操作所述泵头部模块。所述电子模块配置成包括对应于多个不同类型泵电机的多个不同的电子控制电路。

附图说明

参照附图，根据其中优选实施例的详细说明，将更好地理解本实用新型的这些及其他目的、特征和优点。

图1是根据代表性实施例的模块化泵平台的框图。

图2是根据代表性实施例的包括涡旋泵的模块化泵平台的示意性纵向截面的分解图。

图3A是根据代表性实施例的示出用于印刷电路板的压配合连接器的托盘的顶表面的俯视图。

图3B是根据代表性实施例的在图3A中所示的具有拆开状态下的印刷电路板的托盘的剖视图。

图3C是根据代表性实施例的在图3A中所示的具有组装状态下的印刷电路板的托盘的剖视图。

图4是根据代表性实施例的制冷模块的冷却风扇的示意性剖视图。

图5是根据代表性实施例的排气消声器模块的示意图。

图6A-图6E是根据代表性实施例的真空计模块的传感器的剖视图。

图7A是根据代表性实施例的保持在罩的可分离部分之间适当位置的控制面板模块的俯视图。

图7B是根据代表性实施例的保持在罩的可分离部分之间适当位置的控制面板模块的剖视图。

图8是根据代表性实施例的以组装形式的模块化泵平台的示意图。

具体实施方式

下面参照附图，对本实用新型概念的实施例的各种实施例和示例进行详细地说明。在附图中，为了清晰起见，可能夸大了元件的尺寸及相对尺寸。同样地，为了清晰起见及易于理解，可能夸大和/或简化了元件的形状。此外，在所有附图中，相同标号和参考字符用于表示相同的元件。

此外，为了描述本实用新型概念的特定示例或实施例的目的，上下文将采用的是本文所用的术语。例如，在本说明书中使用时的术语“包括”表示所述特征或过程的存在，但不排除额外特征或过程的存在。术语“泵”可以指驱动、或提高或降低流体压力等的器械。术语“固定”可用于描述以这样的方式也就是部件不/可能不相对彼此移动的两个部件的相互直接连接，或者以这样的方式也就是部件不/可能不相对彼此移动的通过一个或多个附加部件的中间连接的部件的连接。术语“可拆卸地连接”可用于描述部件之间的非永久而安全的机械和/或电连接，其中所述连接易于接合和脱开，例如通过手(不使用工具)或使用相对简单的工具，比如改锥或扳手。例如，通过螺钉紧固件、螺栓紧固件、卡口固定件、用于对准的法兰连接与至少一个导向特征、插头与插座、压配合、冷缩配合等而保持在一起的部件可被认为是相互“可拆卸地连接”，而模塑或整体形成在一起或通过锡焊、焊接、铆钉等保持在一起的部件可以不被认为是相互“可拆卸地连接”。

各种实施例总体涉及一种模块化泵平台，其具有易于结合且彼此分离以便能够有效组装、定制和更换的可互换模块，比如泵头部模块、泵电机模块和电子模块。例如，泵电机可被模块化成可分离的泵电机模块，电机控制电子设备可被模块化成可分离的电子模块，这两者都可拆卸地连接至可分离托盘。因此，例如真空泵将具有这样的模块化，也就是电机和电子设备类型与配置的选择，以及在电子电路板上集成其他功能，比如风扇转速控制、用于冷却风扇和隔离入口阀的供电、入口阀操作控制等。

图1是根据代表性实施例的模块化泵平台的框图。

参照图1，模块化泵平台10集成了作为可分离模块的各个系统。模块化泵平台10包括主系统，比如泵头部模块260、泵电机模块360和电子模块160，它们可拆卸地相互连接和/或连接至可分离托盘120。模块化泵平台10 还可以包括模块化形式的一个或多个额外的系统。例如，在所示的实施例中，模块化泵平台10还包括制冷模块460、振动隔离系统500、入口阀模块660、排气消声器模块760、真空计模块860和控制面板模块960。

全部模块或部分模块可连接至可拆卸壳体或声音消音壳100和/或容纳在其中，该壳体或声音消音壳包括可分离罩110和可分离托盘120。声音消音壳100配置成容纳预定尺寸与形状的模块及相应的连接器，以使得这些模块可以与其它类似模块互换。例如，包括单相电机的泵电机模块360与包括逆变器控制的变速三相电机的泵电机模块360的尺寸基本相同并且具有相同的连接器，从而这两个泵电机模块360是可以互换的。也就是说，泵电机模块360可被插入到相同的空间中，并且不管泵电机模块360包含的电机的类型，通过使用相同的连接器而连接至声音消音壳100和/或泵头部模块260。另外，对于其他模块也同样如此。

在某些情况下，可能希望的是具有不带罩110的模块化泵平台10。例如，当机器壳体内的空间有限且冷却空气流可以从其他来源供给时，可以去除罩110。因此，泵头部模块260与泵电机模块360可以座落在托盘120上运行，而没有罩110。另外，通过修改线束，全部或部分电子模块160可以位于远离泵头部模块260与泵电机模块360，并且还可以去除托盘120。

泵头部模块260可以包括真空泵头部，例如比如涡旋泵，其包括具有固定涡旋叶片的固定涡旋盘和具有嵌套有固定涡旋叶片的涡旋叶片的绕动涡旋盘，如下文所述。当然，在不脱离本教导范围的情况下，其他类型的泵头部可以包括在泵头部模块260中。例如，可以包括具有设计用于更高或更低位移的涡旋组的泵头部，分别具有最终真空压力的相应增加和减少。

泵电机模块360包括具有旋转输出的泵电机，该旋转输出联接至泵送机构(例如，与固定涡旋盘连接的绕动涡旋盘，以便相对于固定涡旋叶片驱动绕动涡旋叶片)。泵电机模块360可以包括任何各种不同类型的泵电机，例如包括单相电机，逆变器控制的变速三相电机，无刷直流电机，有刷直流电机，各种感应、排斥、罩极式且通用交流(AC)电机、空气动力电机以及液压驱动电机。不同类型的泵电机可以在不同电压下运行。

在实施例中，可以包括在泵电机模块360中的每种类型的电机和可以包括在泵头部模块260中的每种类型的泵头部安装有通用联接器，以使得能够在任何电机与任何泵头部之间连通。例如，泵头部可以包括连接至泵头部输 入轴的通用联接器的第一端，泵电机可以包括连接至电机输出轴的通用联接器的第二端，所述通用联接器的第一端和第二端配置成相互连接，用于将电机输出轴的旋转输出转移至泵头部输入轴。

例如，通用联接器可以包括从电机输出轴凸出的公连接器和形成在泵头部输入轴中且配置成连接公连接器的母连接器。可替换地，通用联接器可以包括具有相对的母连接器的接头，其中从电机输出轴与泵头部输入轴突出的公连接器配置成分别接合相对的母连接器。当然，在不脱离本教导范围的情况下，在上述的各种实施例中，公连接器与母连接器的位置可以颠倒。

此外，泵头部模块260与泵电机模块360具有相同的连接器用于相互连接，而不管它们分别包含的泵头部与泵电机的类型。例如，通过延伸穿过在分别从泵电机模块360与泵头部模块260延伸的法兰中对齐的孔的一系列螺栓，泵电机模块360可以可拆卸地连接至泵头部模块260。法兰与对齐的孔的大小和位置是相同的，不管泵电机模块360中的电机的类型与泵头部模块260中的泵头部的类型，从而使得能够在不同类型的泵电机模块360与泵头部模块260之间进行互换。

当然，在不脱离本教导范围的情况下，可以结合其它类型的可拆卸附件。例如，泵电机模块360可以具有配置成与泵头部模块260中的相应接收部分连通的一个或多个卡口固定件，其中通过相对于泵头部模块260使泵电机模块360进行四分之一转而使泵电机模块360得以固定。卡口固定件是可取的，因为其使得能够实现手动快速释放功能，以更加便于更换或替换不同类型的泵电机模块360与泵头部模块260。要理解的是，如果需要的话，可以使用各种类型的连接器，用于将模块化泵平台10的任何模块与相邻模块互连。

电子模块160提供对应于泵电机模块360的电子设备，包括电源。然而，在各种配置中，电子模块160还可以包含对应于一个或多个其他模块比如制冷模块460、入口阀模块660、真空计模块860以及控制面板模块960的电子设备。电子模块160可以包括设计用于泵电机模块360中的特定类型电机的印刷电路板与电连接器。

在各个实施例中，电子模块160可以专用于一类型的泵电机，或一电子模块160可对应于多种类型的泵电机。就电子模块160对应于多种类型泵电机的情况来说，不论何时连接不同类型的泵电机模块360，不一定需要替换电子模块160。电子模块160还包括电连接器，比如线束和插头/插座，用于 连接至泵电机模块360且用于连接至外部电源。如对于本领域技术人员来说将会是显而易见的那样，电子滤波器、电压整流器、电压调节器、变压器、保险丝等也可以被包括在电子模块160中。

在实施例中，电子模块160可拆卸地连接至托盘120。例如，通过使用螺钉或螺栓紧固件，可以可拆卸地连接电子模块160，或者电子模块160可以压配合到预先形成的插座中等，或电子模块160的印刷电路板165可以装配到托盘120上的相应插槽中。在替代实施例中，基于泵电机模块360中的一类型的电机，电子模块160和托盘120可以是被改变为单元的一个整装件。

如上所述，根据各个实施例，用于泵电机模块360和其它模块比如制冷模块460、入口阀模块660、真空计模块860与控制面板模块960的电气元件可被组合到电子模块160的单一印刷电路板上。例如，单相分相感应电机需要启动并运行电容器、对于其运行所需的启动开关和其它电气组件，这些可以与其它模块的电气元件被组合到单一电路板上，比如下面参照图2所述的印刷电路板165。这样的电气元件可以包括用于制冷模块460的冷却风扇的电源和风扇速度控制电路、用于入口阀模块660的隔离入口阀的电源和阀控制电路、以及各种互连。例如，这减少了线束的复杂性，并且允许方便地连接至未安装在电路板上的组件，比如启动与运行电容器、冷却风扇、隔离入口阀等。

要注意的是，就单相电机来说，电子模块160包括一个或两个电容器用于运行。由于尺寸很大，电容器可以或不可以直接置于印刷电路板165上。然而，电容器仍然集成到电子模块160，而不管它们是否在物理上难以安装至印刷电路板。就变速三相电机来说，电子模块160包括直流电源和逆变器，连同控制固件，例如。为了增强灵活性，对于一个变速三相电机来说，可能存在至少两个版本的电子模块160，其中一个具有更高级的功能，比如用于操作控制面板模块960或根据真空计读数来控制泵功能的电子设备。

制冷模块460可以包括冷却风扇，例如比如下面参照图4所述的冷却风扇400。制冷模块460可拆卸地连接至在空气入口比如下面参照图2所述的空气入口100A的附近的声音消音壳100的罩110。制冷模块460可以包括适于不同类型泵头部和/或泵电机的各种类型、大小和/或速度的冷却风扇。用于运行冷却风扇的电子设备，比如恒温器、速度控制器和电源，可以包括在电子模块160中，如上所述，或者可以是制冷模块460的一部分。制冷模 块460可以可拆卸地连接至罩110，例如通过使用螺钉或螺栓紧固件。

振动隔离系统500支承泵头部模块260与泵电机模块360，并且包括用于减小振动传递的成组的振动隔离器。振动隔离系统500可以可拆卸地连接在至所装配的泵头部模块260与泵电机模块360的一侧上，以及在至托盘120的相反侧上，使得振动隔离系统500易于拆卸。另外，振动隔离器可以用于托盘120与泵头部的泵送机构之间，从而使泵头部模块260可以作为单一的组件移动和处理，而不需要客户安装振动隔离器或冒着损坏隔离器的风险。

入口阀模块660包括隔离入口阀，其可以是各种类型的隔离入口阀之一。例如，入口阀模块660可以包括真空致动阀(空气运行入口阀)、电致动阀(完全密封入口阀)或直通接头。例如，入口阀模块660可拆卸地连接至在制冷模块460与泵头部模块260的入口部分之间的声音消音壳100内的泵头部模块260。用于运行入口阀尤其是在电致动阀的情况下的电子设备，比如阀运行控制器和电源，可以包括在电子模块160中，如上所述，或者可以是入口阀模块660的一部分。入口阀模块660可以可拆卸地连接至泵头部模块260，例如通过使用螺钉或螺栓紧固件。在替代实施例中，入口阀模块660的本体可以被拧入到罩110中，或通过卡口固定件连接。在各种实施例中，在其中这样的情况下，也就是模块化泵平台10不包括入口阀模块660或者入口阀模块660包括直通接头(其提供至泵头部入口的通过)，对于泵头部来说，入口阀可能不是所要求的或所需要的。

排气消声器模块760包括阻隔由所组装的泵头部模块260与泵电机模块360所产生的噪音的系统。排气消声器组件760可以可拆卸地连接至泵头部模块260和托盘120。排气消声器模块760通常包括排气消声器，其通过相互连接的管道而连接在泵头部模块260中的内部排气接头与外部排气接头之间，以减少由运行泵头部模块260与泵电机模块360所产生的噪音，如下面参照图5所述。特别地，排气消声器模块760的排气消声器可以可拆卸地连接至托盘120，例如通过使用螺钉或螺栓紧固件。

真空计模块860包括真空计，用于指示由传感器检测的泵头部模块260的泵头部中的压力。真空计模块860可拆卸地连接至泵头部模块260中的泵头部的真空侧/入口区。真空计模块860可以通过各种装置可拆卸地连接至在泵头部模块260的真空区中的泵头部的壁，而用于真空计的传感器可插入到壁中以感测泵头部内的压力，如下面参照图6A-6E所述。例如，可以结合不 同类型的真空计，比如热电偶真空计、电容式压力计、皮拉尼(Pirani)压力计、以及组合多种类型传感器以覆盖更大范围的压力计。用于运行真空计模块860的电子设备可以包括在电子模块160中，如上所述，或者可以包含在真空计模块860中。

控制面板模块960包括提供用户界面的外部控制面板。控制面板模块960可以包括显示器、键盘、触摸屏、和/或使用户能够控制和监测模块化泵平台10的其它特征。通过使用螺钉或螺栓紧固件，控制面板模块960可以可拆卸地连接至声音消音壳100的罩110，或者控制面板模块960可以压配合或搭扣配合到预先形成的孔中，其中所述孔在控制面板模块960未就位时通过使用塞子是可密封的，如下面参照图7A和7B所述。用于运行控制面板模块960的电子设备可以包括在电子模块160中，如上所述，或者可以包含在控制面板模块960中。

图2是根据代表性实施例的包括涡旋泵的模块化泵平台的示意性纵向截面的分解图。

一般来说，涡旋泵是一种类型的真空泵，其包括具有固定盘的固定涡旋盘和从其中轴向伸出的螺旋固定涡旋叶片，以及具有绕动盘的绕动涡旋盘和从其中轴向伸出的螺旋绕动涡旋叶片。固定与绕动涡旋叶片嵌套有间隙和预定的相对角位置，以使得凹槽由固定与绕动涡旋叶片划分且位于其之间。固定涡旋盘固定在泵中。绕动涡旋盘及因此绕动涡旋叶片联接至偏心驱动机构。固定与绕动涡旋盘和偏心驱动机构可以构成泵头部。

偏心驱动机构反过来又连接至泵电机并由其驱动，以使得绕动涡旋盘绕着穿过固定涡旋叶片的轴向中央部分的涡旋泵的纵向轴线转动。由涡旋泵的涡旋叶片所划分的凹槽的体积随着绕动涡旋叶片相对于固定涡旋叶片移动而变化。绕动涡旋叶片的绕动运动还使得凹槽在涡旋泵头部组件内移动，以使得所述凹槽有选择地置于与涡旋泵的入口和出口开放连通。

在这样的涡旋泵的示例中，绕动涡旋叶片相对于固定涡旋叶片的运动使凹槽从涡旋泵的出口封闭，并且与涡旋泵的入口开放连通以便扩展。因此，流体通过入口被吸入到凹槽中。然后，凹槽被移动至其从涡旋泵的入口封闭并且与涡旋泵的出口开放连通的位置，并且同时凹槽收起。因此，凹槽中的流体被压缩，从而通过涡旋泵的出口排出。

在真空型涡旋泵的情况下，入口连接至要被抽空的腔室中。相反，在压 缩机式涡旋泵的情况下，出口连接至将由泵所供给的加压流体的腔室中。

参照图2，示意性模块化泵平台20是涡旋泵。模块化泵平台20包括声音消音壳100，其包括托盘120和罩110，为了说明的目的，其在图2中人工分段示出。在声音消音壳100内，模块化泵平台20还包括泵头部模块260(包括泵头部200)、泵电机模块360(泵电机300)、以及电子模块160。泵头部模块260与泵电机模块360分别包括(涡旋)泵头部200与泵电机300。电子模块160对应于包含在泵电机模块360中的一类型的泵电机300，并且包括印刷电路板165和电机线束361。因此，泵电机300经由电机线束361与可拆卸插头而电连接至印刷电路板165，用于运行和控制。泵头部模块260、泵电机模块360和电子模块160中的每个可拆卸地连接至托盘120。

图3A至3C示出了印刷电路板165的示意性配置，其通过使用压配合连接器可拆卸地连接至托盘120。图3A是托盘120的顶表面的俯视图，其包括定位销121至124和从托盘120的顶表面延伸的挠性卡扣固定器125至128。定位销121至124分别包括突出部121a至124a，这些突出部配置成与印刷电路板165中的相应孔连通(例如，延伸穿过)。图3B是具有拆开状态下的印刷电路板165的沿着线X-X'的托盘120的剖视图，示出了定位销122、124和挠性卡扣固定器126、128。印刷电路板165(其可以包括各种组件)示出为在托盘120上方，在进行组装前。图3C是具有组装状态下的印刷电路板165的沿着线X-X'的托盘120的另一剖视图。突出部122a、124a插入通过印刷电路板165中的相应孔，以使得印刷电路板165置于定位销122、124的肩上。挠性卡扣固定器126、128，其在印刷电路板165沿着挠性卡扣固定器126、128的倾斜内边被按压就位时向外弯曲，被示出在它们已返回至其原来的(不弯曲)位置以保持印刷电路板165之后。印刷电路板165因此通过形成在倾斜边缘底部的唇而被保持就位。

如上所述，所有类型的泵电机模块360具有类似的安装设备，用于与泵头部模块260连接。例如，泵头部模块260可以包括法兰267，泵电机模块360可以包括法兰367。法兰267、367中的每个限定彼此对齐的互补孔，通过使用螺栓362使得能够连接在法兰267与367之间。这种连接提供了泵头部200的输入轴245与泵电机300的输出轴345在控制直径104对齐，并且在通用联接器322连接输入轴245和输出轴345。当然，可以结合其它连接。例如，泵电机模块360可以通过卡口式固定件连接至泵头部模块260，其中 安装和拆卸受到扭转运动影响。

制冷模块460，其包括冷却风扇400和风扇线束461，可拆卸地连接至在靠近空气入口100A附近的罩110。在所示的实施例中，印刷电路板165包括用于操作冷却风扇400的电子电路，其通过风扇线束461和可拆卸插头而电连接至印刷电路板165。在替代实施例中，电子电路可以包括在制冷模块460中或在印刷电路板上，其可拆卸地连接至托盘120而不是印刷电路板165。

图4是根据代表性实施例的制冷模块460的冷却风扇的示意性剖视图。参照图4，冷却风扇400具有风扇轮毂400A、从该轮毂放射出的风扇叶片400B、具有围绕风扇叶片400B尖端的内表面的风扇壳体400C、以及连接至风扇轮毂400A的变速风扇电机(图中未示出)。在风扇壳体400的下游端，由风扇壳体400C的内周表面与风扇轮毂400A的外周空间所限定且位于其之间的空间的截面积可以与周向围绕着泵电机300的即由罩110的内周表面与泵电机300的外周表面所限定且位于其之间的空间的冷却通道(未示出)的最大截面积基本相同。要注意的是，在这方面，罩110与泵电机300的相应内外周表面可以是大致圆柱形的，以使得冷却通道的截面积沿其整个长度基本均匀。包括冷却通道的冷却系统的示例描述在J.Calhoun等人的题为“涡旋泵中的热/噪声管理”的美国专利申请案号20120136-01中，其通过引用并入本文。

冷却通道的气流面积可以比冷却风扇400的更大或更小，以优化泵电机300的冷却。对于冷却风扇400的给定输出来说，冷却通道的气流面积越大，每单位时间位移通过冷却通道的空气量就越多，但是在泵电机300与气流之间的边界处的热传递系数越小。对于冷却通道的气流面积越小的情况则会出现相反的效果。

在所示的实施例中，包括振动隔离系统500，以将所组装的泵头部模块260与泵电机模块360与托盘120分开，并且进一步将托盘120与支承表面分开(未显示)。振动隔离系统500包括成组的振动隔离器500A和成组的脚510，每个都具有顶端和底端。振动隔离器500A可以是弹性的，用于减小将模块化泵平台20的振动传递至支承结构和/或用于以其他方式提供至支承结构的模块化泵平台20的刚性支座。具体而言，泵头部模块260与泵电机模块360在组装时可拆装地连接至振动隔离器500A的顶端，且托盘120可拆 卸地连接至其中的底端。托盘120还可拆卸地连接至脚510的顶端，并且支承表面可以可拆卸地连接至脚510的底端。声音消音壳100布置在脚510上且由其支承，具有构成泵底部的底表面。

泵头部200与振动隔离器500A的固有频率小于周期性运动的泵头部200的组件的最低旋转频率。在所示的实施例中，周期性运动包括旋转、振荡和绕动运动。

泵头部200、泵电机300和冷却风扇400沿着所组装的泵的纵向轴线即在所组装的泵的轴向方向上相互并置。此外，声音消音壳100在轴向方向上具有相对的端部。声音消音壳100的端部分别限定空气入口100A和空气出口100B。空气出口100B可以由格栅来限定。制冷模块460可拆卸地连接至在空气入口100A上的声音消音壳100。

泵头部200包括框架210、固定涡旋盘220、绕动涡旋盘230、偏心驱动机构240以及将固定涡旋盘220固定至框架210的紧固件。固定涡旋盘220包括固定涡旋叶片221，绕动涡旋盘230包括绕动涡旋叶片231。固定涡旋叶片221和绕动涡旋叶片231嵌套有间隙和预定的相对角位置，以使得凹槽由固定与绕动涡旋叶片划分且位于其之间。在这方面，涡旋叶片221和231的侧表面不需要相互接触以密封该凹槽。相反，涡旋叶片221和231的侧表面之间的微小间隙可产生足以形成满意凹槽的密封。

偏心驱动机构240包括输入轴245和轴承246。在该示例中，输入轴245是曲轴，其具有通过通用联接器322联接至泵电机模块360中电机300的输出轴345的主部242，以便通过电机300绕着纵向轴线L旋转，且曲柄243具有在与纵向轴线L的径向方向上偏移的中心纵向轴线。例如，轴承246包括多组滚子轴承。

一般而言，通过任何数量的本领域中所公知的装置，防止绕动涡旋盘230绕着其自身的纵向轴线旋转。例如，防止此旋转的各种装置包括锚定在至绕动涡旋盘230的一端且在至框架210的另一端的挠性金属波纹管、具有与驱动曲轴基本相同的偏心距的多个曲柄组件或位于绕动涡旋盘230与框架210之间的十字联轴节环。

入口阀模块660，其包括隔离入口阀600和阀线束661，该入口阀模块可拆卸地连接至泵头部200的罩110和框架210。如上所提到，隔离入口阀600可以是各种类型的隔离入口阀之一，其中包括真空致动隔离及真空释放 阀，或不在泵中释放真空的电致动隔离阀。可替代地，直通接头(无并入的隔离阀)可以被并入。通过使用相同的连接器，任何不同类型的隔离入口阀600可以安装至框架210上的安装位置。在所示的实施例中，印刷电路板165包括用于运行隔离入口阀600的电子电路，其经由阀线束661和可拆卸插头而电连接至印刷电路板165。在替代实施例中，电子电路可以包括在入口阀模块660中或者在印刷电路板上，其可拆卸地连接至托盘120而不是印刷电路板165。

排气消声器模块760可拆卸地连接至托盘120与泵头部200。图5是根据代表性实施例的排气消声器模块760的示意图。

排气消声器模块760包括排气消声器761，其可拆卸地连接至托盘120并且配置成减小运行过程中由泵头部200与泵电机300所产生的排气噪声。例如，通过使用螺钉或螺栓紧固件(未示出)，排气消声器761可以可拆卸地连接至托盘120。排气消声器模块760还包括内部排气接头762，其位于泵头部200内以接收泵排气；和外部排气接头763，其穿过声音消音壳100，以提供输出用于在模块化泵平台20外部的泵。内部排气机头762可拆卸地连接至消音器接头764，其通过(挠性)管道765连接至排气消声器761的入口端。同样地，排气消声器761的出口端通过(挠性)管道766连接到外部排气接头763。在所示的实施例中，外部排气接头763通过螺栓767可拆卸地连接至声音消音壳100，虽然可以并入各种可替代的连接。如果排气消声器761不是所希望的，则可将内部排气接头762布置至通过罩110的另一出口(未示出)，例如在更接近内部排气接头762的附近，而消声器接头764和外部排气接头763将不再需要。

真空计模块860包括真空计800和计线束861。真空计800可拆卸地连接至泵头部200的内部真空区中的框架210，使真空计能够监测泵头部200内的真空度。例如，真空计800可以包括壳体，其可插入到穿过泵头部200的框架210的孔中，使得能够进入所述真空区。例如，如果没有使用真空计模块860，则可以采用插头密封用于真空计800的孔。在所示的实施例中，印刷电路板165包括用于运行真空计800的电子电路，其通过计线束861和可拆卸插头而电连接至印刷电路板165。在替代实施例中，电子电路可以包括在真空计模块860中或者在印刷电路板上，其可拆卸地连接至托盘120而不是印刷电路板165。

图6A至6E示出了真空计模块860中的传感器的示意性配置，其可拆卸地连接至泵头部的低真空区的壁。图6A是根据代表性实施例的泵壁611中的真空计传感器881的剖视图。泵壁611限定开口611'，其中真空计传感器881是可插入的。真空计传感器881通过在泵壁611外表面的可伸缩弹性挡环621和内表面的法兰623而保持就位。O型环622密封真空计传感器881插入通过的开口。

图6B是根据代表性实施例的泵壁612中的真空计传感器882的剖视图。真空计传感器882可插入到由泵壁612的延伸部612'所形成的凹槽中。端口889形成通过延伸部612'，以使得能够从外部与真空计传感器882连通。真空计传感器882通过可伸缩的弹性挡环631而保持就位，O形环632密封凹槽内的真空计传感器882。

图6C是根据代表性实施例的泵壁613中的真空计传感器883的剖视图。泵壁613限定锥形开口613'，其逐渐变细至泵壁613的外表面上的更小开口。锥形开口613'可以包括管螺纹。真空计传感器883可插入到锥形孔613'中，通过互补螺纹的外表面接合管螺纹。真空计传感器883限定了内部通道888，其延伸通过锥形开口613'，以使得能够从外部与真空计传感器883连通。

图6D是根据代表性实施例的泵壁614中的真空计传感器884的剖视图。泵壁614限定螺纹孔614'，其具有基本平行的侧面。螺纹孔614'可以包括机器螺钉螺纹。真空计传感器884可插入到螺纹孔614'中，通过互补螺纹的外表面接合机器螺钉螺纹。真空计传感器884限定通道887，其延伸通过螺纹孔614'，以使得能够从外部与传感器884连通。O形环642密封在螺纹孔614'的内侧面的真空计传感器884。

图6E是根据代表性实施例的泵壁615中的真空计传感器885的剖视图。真空计传感器885可插入到由泵壁615的延伸部615'所形成的凹槽中。端口886形成通过延伸部615'，以使得能够从外部与真空计传感器885连通。真空计传感器885通过单独的机械连接器而保持就位，其例如示出为通过固定螺钉655而被保持就位的固定夹654。O型环652密封凹槽内的传感器885。

在各种实施例中，通过在没有使用真空计功能时将固体塞安装在相应的开口(例如，开口611'、613'、614')内，以及在需要真空计功能时采用相应的真空计传感器(例如，传感器881、883、884)取代固体塞，可变配置是可能的。如果需要的话，当没有使用真空计功能时，固体塞可同样用于堵塞 端口(例如，端口889、886)。另外，在配置用于真空计用途的泵时可以钻小孔，所以当不需要真空计用途时，没有固体塞的泄漏路径。在此，用户可以钻孔或者可在工厂中进行钻孔，从而防止需要库存两个泵壳体(有孔和没有)，同时避免与插塞相关联的潜在的泄漏路径的风险。

控制面板模块960包括控制面板900和控制面板线束961。如上面所提到，控制面板900可以可拆卸地连接至声音消音壳100的罩110，例如通过使用螺钉或螺栓紧固件，或者可以压配合或搭扣配合到预先形成的孔中。控制面板900实质上是用户接口，并且可以包括显示器、键盘、触摸屏、和/或由用户使得能够控制和监测模块化泵平台20的其它特征。当没有使用控制面板900时，空白板被安装至其中控制面板900将所在的罩110。在所示的实施例中，印刷电路板165包括用于运行控制面板900的电子电路，其通过控制面板线束961和可拆卸插头而电连接至印刷电路板165。在替代实施例中，电子电路可包括在控制面板模块960中或者在印刷电路板上，其可拆卸地连接至托盘120而不是印刷电路板165。

在实施例中，控制面板模块960可以通过罩110的两个可分离部分而保持就位。图7A和7B示出了根据代表性实施例的由罩的可分离部分可拆卸地连接的控制面板模块的示意性结构。图7A和图7B分别是保持在罩110的可分离部分110A和110B之间适当位置的控制面板模块960的俯视图和剖视图。如上所述，控制面板模块960包括用户接口，比如键盘964和显示器965。罩110限定开口711，以在可分离部分110A、110B通过机械连接器比如螺钉712、713而连接在一起时容纳控制面板模块960。控制面板模块960还限定侧槽967、968，可分离部分110A、110B在处于组装状态时可插入其中，以确保控制面板模块960就位。

图8根据代表性实施例的以组装形式的模块化泵平台的示意图。

参照图8，所组装的泵头部模块260与泵电机模块360容纳在声音消音壳100中并且由振动隔离系统500支承，其包括成组的振动隔离器500A，每个都具有顶端和底端。所组装的泵头部模块260与泵电机模块360可拆卸地连接至振动隔离器500A在其顶端，声音消音壳100可拆卸地连接至振动隔离器500A在其底端。声音消音壳100布置在脚510上且由其支承，具有构成模块化泵平台底部的底表面。

在实施例中，所组装的泵头部模块260与泵电机模块360仅通过振动隔 离器500A连接至声音消音壳100，以便可以相对于声音消音壳100移动(由于振动隔离器的弹性)。因此，振动隔离系统500将声音消音壳100与从所组装的泵头部模块260与泵电机模块360所传递的振动隔离。因为声音消音壳100构成了模块化泵平台20的外部，所以这些振动不被赋予给涡旋泵的外部。因此，由泵头部模块260与泵电机模块360的旋转组件所产生的噪声得以阻隔。

为了增加这种效果，声音消音壳100可由公知类型的吸声材料部分形成或全部形成。可替代地，吸声材料101可以连接至声音消音壳100的内表面。

作为质量的所组装的泵头部模块260与泵电机模块360支承在作为弹簧的振动隔离器500A上。因此，在这方面，振动隔离器500A应被设计成将所述质量的振动与所组装的泵头部模块260与泵电机模块360置于其上的支承结构隔离。通常，隔离可在质量弹簧系统的固有频率比振动频率更低时得以实现。例如，显著的最低振动频率应为一阶(或1X)的轴旋转频率，其对于在60Hz电源上运行的一个单相电机来说约为30Hz。具体而言，振动隔离器500A的弹簧常数k应该使得由弹簧(√k/m)所支承的质量的固有频率比预期由该设备所产生的振动的最低频率要小得多。在设备比如涡旋泵的情况下，产生最低频率振动的组件是旋转组件，即振动的最低频率通常对应于旋转组件的旋转ω的最低频率，其在此情况下是泵电机300的旋转频率。因此，振动隔离系统500配置成使得由所组装的泵头部模块260与泵电机模块360所构成的质量弹簧系统连同隔振座500A的振动的固有频率小于电机300的旋转频率。

在这种情况下，振动隔离器500A将有效地减少由所述质量所产生的振动的传递。然而，虽然在泵生产的正常运行期间由旋转组件所产生的振动的最低频率(例如，～30Hz)低于或接近可听频率的范围，但是运行会引起可听频率范围内的谐波。因此，振动隔离器500A可能几乎不阻止由振动质量体(所组装的泵头部模块260与泵电机模块360)所产生的噪音。

从以上说明中很明显的是，声音消音壳100包围着振动质量。此外，声音消音壳100保持固定或将最多振动至比所述质量低得多的程度，因为声音消音壳100连接至振动隔离器500A，其安装至由振动隔离器500A所构成的弹簧的固定端。因此，声音消音壳100不会振动以本身产生任何空气载声，并且会阻止或导致由所述质量(所组装的泵头部模块260与泵电机模块360) 所产生的声波以减弱它们，从而阻隔由所述质量所产生的声音。振动隔离设计的示例描述在J.Calhoun等人于2013年3月13日提交的共同未决的美国专利申请序列号13/800028中，其通过引用并入本文。

在本实施例中，声音消音壳100包括罩110和托盘120。振动隔离器500A可拆卸地连接至托盘120的顶部，并且所组装的泵头部模块260与泵电机模块360由托盘120支承在振动隔离器500A的顶上。罩110在与振动隔离器500A所间隔开的位置可拆卸地连接至托盘120。罩110可以由若干个部件组成，以便于其能够固定至托盘120并从其中移除。

还可以并入用于管理振动和/或便于以安全方式运输模块化泵平台的锁定系统。锁定系统的示例同样描述在J.Calhoun等人于2013年3月13日提交的共同未决的美国专利申请序列号13/800028中，其通过引用并入本文。

根据各种实施例，满足许多不同特定应用需求的几乎任何结构的真空泵可以通过结合适当的互连模块而得以很容易地组装。另外，振动隔离器可以用在托盘与泵送机构之间，以使得泵可以作为单个组件移动和处理，而无需客户安装振动隔离器或冒着损坏隔离器的风险。

上文已经详细说明了本实用新型概念的实施例及其示例。然而，本实用新型的概念可以体现为许多不同的形式，并且不应被解释为限于上述实施例。相反，这些实施例描述成使得本公开是全面的、完整的，并且将本实用新型的概念充分传达给本领域技术人员。因此，本实用新型概念的精神和范围不是由上述实施例和示例限制，而是由下面的权利要求限制。

Claims (10)

1.模块化泵平台(10、20)，包括：

泵头部模块(260)，其包括具有连接至曲轴(245)的固定部分和旋转部分的泵头部(200)；

泵电机模块(360)，其包括具有可拆卸地联接至所述泵头部的曲轴的旋转输出的泵电机(300)，所述泵电机是多种不同类型的泵电机之一，并且所述泵电机模块可拆卸地连接至所述泵头部模块；

电子模块(160)，其包括配置成控制所述泵电机运行的电子控制电路，所述电子控制电路是相应于多种泵电机类型的多种类型的电子控制电路之一；以及

可分离托盘(120)，其中所述泵头部模块、泵电机模块以及对应于泵电机模块的电子模块中的每个可拆卸地连接至所述可分离托盘，

其特征在于，至少所述泵电机模块(360)可以与包括另一类型的多种类型泵电机的泵电机的另一泵电机模块互换。

2.根据权利要求1所述的模块化泵平台，其特征在于，还包括：

声音消音壳(100)，其包括可分离罩(110)和所述可分离托盘(120)，所述声音消音壳配置成容纳所述泵头部模块、泵电机模块和电子模块。

3.根据权利要求2所述的模块化泵平台，其特征在于，还包括：

振动隔离系统(500)，其包括分别具有顶端和底端的成组的振动隔离器(500A)，

其中，所述振动隔离器的顶端可拆卸地连接至所述泵头部模块与泵电机模块之一，所述振动隔离器的底端可拆卸地连接至所述可分离托盘，以及

其中，所述振动隔离系统将所述声音消音壳与从所述泵头部模块和泵电机模块所传递的振动隔离。

4.根据权利要求1所述的模块化泵平台，其特征在于，所述多个类型的泵电机包括单相电机、逆变器控制的变速三相电机、无刷直流电机、有刷直流电机、空气驱动电机、液压驱动电机中的至少两个，以及

其中，所述多种类型的泵电机在不同电压下运行。

5.根据权利要求1所述的模块化泵平台，其特征在于，还包括：

真空计模块(860)，其包括可拆卸地连接至所述泵头部模块的真空计 (800)，其中，所述真空计模块还包括真空计传感器(881-885)，其可插入在泵壁所限定的开口或凹槽中，并且配置成经由所述开口或连接至所述凹槽的端口与所述泵头部模块外部连通。

6.根据权利要求1所述的模块化泵平台，其特征在于，还包括：

入口阀模块(660)，其包括可拆卸地连接至所述泵头部模块的空气入口的隔离入口阀，所述隔离入口阀包括空气运行入口阀与完全密封入口阀中的至少一个。

7.根据权利要求2所述的模块化泵平台，其特征在于，还包括：

制冷模块(460)，其包括可拆卸地连接至所述可分离罩的风扇(400)。

8.根据权利要求1所述的模块化泵平台，其特征在于，还包括：

排气消声器模块(760)，其包括可拆卸地连接至所述泵电机模块的空气出口的排气消声器(761)。

9.根据权利要求1所述的模块化泵平台，其特征在于，所述泵头部模块还包括连接至所述曲轴的通用联接器(322)的第一端，所述泵电机模块还包括连接至所述旋转输出的通用联接器的第二端，所述通用联接器的第一端和第二端配置成相互连接。

10.根据权利要求2所述的模块化泵平台，其特征在于，还包括：

控制面板模块(960)，其包括可拆卸地连接至所述声音消音壳的可分离罩的用户接口，

其中，所述可分离罩包括限定开口的两个可分离部分，所述开口配置成在可分离部分连接时容纳所述控制面板模块，以及

其中，所述控制面板模块限定所述可分离部分在连接时可插入到其中的侧槽。